Pagal „Parrondo“ paradoksą suplanuotą koncepciją laimėti gali du pralaimėti žaidimai.
Dabar fizikai parodė, kad šis paradoksas egzistuoja ir kvantinės mechanikos, taisyklių, reglamentuojančių subatomines daleles, srityje. Tai gali paskatinti spartesnius būsimų kvantinių kompiuterių algoritmus.
Fizikas Juanas Parrondo pirmą kartą aprašė paradoksą 1997 m., Kad paaiškintų, kaip atsitiktinumas gali paskatinti reketus - asimetrinius, pjūklo krumpliaračius, leidžiančius judėti viena kryptimi, bet ne kita. Paradoksas yra aktualus fizikoje, biologijoje ir net ekonomikoje bei finansuose.
Paprastą Parrondo paradokso pavyzdį galima iliustruoti žaidimu, kuriame atverčiamos monetos. Tarkime, kad lažinsite dolerį už tai, kad nuversite svertinę monetą, kuri suteikia šiek tiek mažiau nei 50 procentų tikimybės atspėti dešinę pusę. Ilgainiui prarasite.
Dabar žaidžia antrą žaidimą. Jei jūsų turimas dolerių skaičius yra 3 kartotinis, jūs paverčiate svertinę monetą su šiek tiek mažesne nei 10 procentų tikimybe laimėti. Taigi devyni iš 10 tų atvartų prarastų. Priešingu atveju jūs turėsite apversti monetą turėdami mažiau nei 75 procentų tikimybės laimėti, tai reiškia, kad laimėtumėte tris iš keturių tų atvertimų. Pasirodo, kad, kaip ir pirmajame žaidime, laikui bėgant pralaimėsite.
Bet jei žaisite šiuos du žaidimus vienas po kito atsitiktine tvarka, jūsų šansai padidės. Žaisk pakankamai kartų, ir tu iš tikrųjų būsi turtingesnis.
„Parrondo paradoksas paaiškina tiek daug dalykų klasikiniame pasaulyje“, - teigė tyrimo bendraautorius Colinas Benjaminas, fizikas iš Indijos nacionalinio mokslo švietimo ir tyrimų instituto (NISER). Bet "ar mes galime tai pamatyti kvantiniame pasaulyje?"
Pavyzdžiui, biologijoje kvantinis reketas apibūdina, kaip jonai arba įkrautos molekulės ar atomai praeina pro ląstelių membranas. Norėdami suprasti šį elgesį, tyrėjai gali naudoti paprastus, lengvai modeliuojamus modelius, pagrįstus Parrondo paradokso kvantinėmis versijomis, - teigė Davidas Meyeris, Kalifornijos universiteto San Diege matematikas, nedalyvavęs tyrime.
Vienas iš būdų, kaip modeliuoti atsitiktinę žaidimų seką, sukeliančią paradoksą, yra atsitiktinis ėjimas, apibūdinantis atsitiktinį elgesį, tokį kaip žaižaruojančių mikroskopinių dalelių judėjimas arba fotono grandininis kelias, kai jis kyla iš saulės šerdies.
Galite apgalvoti atsitiktinį ėjimą, kaip naudojimąsi monetos sąrašu, kad nustatytumėte, ar einate į kairę, ar į dešinę. Laikui bėgant, galite patekti į kairę ar dešinę ten, kur pradėjote. Parrondo paradokso atveju žingsnis į kairę ar dešinę reiškia, kad žaidžiame pirmąjį ar antrąjį žaidimus.
Kvantiniam atsitiktiniam pasivaikščiojimui galite nustatyti žaidimo seką su kvantine moneta, kuri suteikia ne tik galvas ar uodegas, bet ir abi tuo pačiu metu.
Tačiau paaiškėja, kad viena, dvipusė kvantinė moneta nesukelia Parrondo paradokso. Vietoj to, pasak Benjamino, jums reikia dviejų kvantinių monetų, ką jis ir buvęs NISER magistrantas Jishnu Rajendran parodė 2018 m. Vasario mėn. Paskelbtame teoriniame darbe žurnale „Royal Society Open Science“.. Turėdami dvi monetas, žingsniuojate į kairę arba į dešinę tik tada, kai abu rodo galvas ar uodegas. Jei kiekviena moneta rodo priešingai, laukite iki kito apversmo.
Neseniai atlikdami analizę, paskelbtą šių metų birželio mėn. Žurnale „Europhysics Letters“, tyrėjai parodė, kad paradoksas kyla ir tada, kai naudojama viena kvantinė moneta, tačiau tik tuo atveju, jei suteikiate galimybę jai nusileisti ant šono. (Jei moneta nusileis ant šono, jūs laukiate kito apversimo.)
Naudodamiesi šiais dviem kvantinių atsitiktinių pasivaikščiojimų generavimo būdais, tyrėjai rado žaidimų, kurie paskatino Parrondo paradoksą - principo įrodymas, kad kvantinė paradokso versija iš tikrųjų egzistuoja, sakė Benjaminas.
Paradoksas taip pat turi elgesį, panašų į rytdienos kvantiniams kompiuteriams skirtus kvantinės paieškos algoritmus, kurie galėtų padėti atlikti skaičiavimus, kurių neįmanoma normaliems kompiuteriams, teigia fizikai. Pasivaikščioję kiekybiniu atsitiktiniu pasivaikščiojimu, turite daug didesnę tikimybę, kad pateksite toli nuo savo pradinio taško, nei tuo atveju, jei pasivaikščiotumėte klasikiniu atsitiktiniu pėsčiomis. Tokiu būdu kvantiniai pasivaikščiojimai pasiskirsto greičiau, todėl gali būti naudojami greitesni paieškos algoritmai, teigė tyrėjai.
„Jei sukursite algoritmą, veikiantį pagal kvantinį principą ar atsitiktinį ėjimą, tai atlikti reikės daug mažiau laiko“, - teigė Benjaminas.
Redaktoriaus pastaba: Ši istorija buvo atnaujinta siekiant paaiškinti, kad Jishnu Rajendran nebėra NISER studijų programos studentas.
